EDA:應(yīng)用牽引　整合創(chuàng)新

劉偉平

2020年9月兒日，習(xí)近平總書記在科學(xué)家座談會(huì)上發(fā)表重要講話時(shí)表示，當(dāng)今世界正經(jīng)歷百年未有之大變局，我國發(fā)展面臨的國內(nèi)外環(huán)境發(fā)生深刻復(fù)雜變化，我國“十四五”時(shí)期以及更長時(shí)期的發(fā)展對(duì)加快科技創(chuàng)新提出了更為迫切的要求。顯然，集成電路是“十四五”科技創(chuàng)新規(guī)劃任務(wù)的重中之重。一方面，我國集成電路產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模即將超過2萬億元，這一基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)將產(chǎn)生一系列蝴蝶效應(yīng)，撬動(dòng)更廣闊的數(shù)字經(jīng)濟(jì)市場。另一方面，如果沒有強(qiáng)大的集成電路產(chǎn)業(yè)，科技強(qiáng)國、產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國無從談起。作為支撐國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和保障國家安全的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)，集成電路在信息產(chǎn)業(yè)、數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代和變幻的全球政治經(jīng)濟(jì)環(huán)境中是絕對(duì)的核心。

2020年8月，國務(wù)院發(fā)布了《新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》，明確了“十四五”期間集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向和基調(diào)，也給集成電路產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域相關(guān)企業(yè)帶來了重大利好。

突出基礎(chǔ) 聚焦重點(diǎn)

近兩年產(chǎn)業(yè)形勢的巨變，使我們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到裝備、材料和EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）工具作為集成電路產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略支撐作用。離開這三大基礎(chǔ)的集成電路產(chǎn)業(yè)，就是空中樓閣。在“十四五”期間，無論是政府還是產(chǎn)業(yè)層面，都應(yīng)該更加關(guān)注對(duì)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的支持，分批分階段解決基礎(chǔ)問題，為集成電路產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

就EDA而言，在“十一五”“十二五”期間，以華大九天為代表的具備長期技術(shù)和人才積累的EDA領(lǐng)軍企業(yè)及頂尖高校成為主要的開拓者。到了“十三五”，隨著國家大基金等資本對(duì)設(shè)計(jì)端的重點(diǎn)支持，加之國際形勢的推動(dòng)，新的EDA企業(yè)也逐漸嶄露頭角，形成點(diǎn)面結(jié)合、各具特色的競合生態(tài)。EDA領(lǐng)域重大創(chuàng)新成果紛紛涌現(xiàn)，一些前沿領(lǐng)域開始進(jìn)入并跑、領(lǐng)跑階段。本土EDA在模擬領(lǐng)域已具備28納米全流程IC設(shè)計(jì)支撐能力，在數(shù)字領(lǐng)域擁有多款具備全球競爭力的突出的點(diǎn)工具，在平板顯示領(lǐng)域擁有壘球唯一的全流程EDA系統(tǒng)等。技術(shù)實(shí)力正在從量的積累邁向質(zhì)的飛躍，從點(diǎn)的突破邁向系統(tǒng)能力的提升，但與國際水平以及產(chǎn)業(yè)需求相比，仍然存在代際差距，我們依然有很長的路要走，需要投入更加巨大的人財(cái)物力去奮力追趕。

EDA技術(shù)融合了計(jì)算機(jī)、微電子、數(shù)學(xué)艮人工智能等多學(xué)科技術(shù)，涉及各糞軟件模塊數(shù)千個(gè)、算法數(shù)萬種、判斷各類異常情形數(shù)百萬種，是一個(gè)典型的算法密集型大型軟件系統(tǒng)。由于EDA技術(shù)的強(qiáng)復(fù)雜性，一款軟件的開發(fā)周期至少兩年，達(dá)到成熟期至少五年，加之工藝節(jié)點(diǎn)不斷先進(jìn)，設(shè)計(jì)方法不斷更新，EDA算法比須動(dòng)態(tài)改進(jìn)，從而導(dǎo)致研發(fā)周期長，研發(fā)資金需求大。因此，在資金、人才等資源有限的狀況下，特別需要我們注意聚焦重點(diǎn)，避免分散資源造成損失和浪費(fèi)。

鼓勵(lì)整合 合作創(chuàng)新

在當(dāng)前的特殊形勢下，EDA的發(fā)展不能再以傳統(tǒng)的方式推進(jìn)，而是需要利用杠桿切變快速通道。應(yīng)積極鼓勵(lì)支持國內(nèi)EDA企業(yè)在自主開發(fā)的同時(shí)，輔以整合吸納的方式快速補(bǔ)全EDA短板。事實(shí)上，美國EDA巨頭也是通過并購近百家EDA企業(yè)，才發(fā)展成為全球頂級(jí)的EDA企業(yè)。目前全球從事EDA業(yè)務(wù)的中小規(guī)模公司有60家左右，其中不乏小而精的特色解決方案提供商，在一些環(huán)節(jié)上能夠?qū)ξ覈鳨DA大系統(tǒng)的建設(shè)形成有效補(bǔ)充，但最重要的是把握時(shí)機(jī)。

此外，國內(nèi)的各EDA廠商之間應(yīng)開展深入的互補(bǔ)合作，形成合力，把有限的資源更好地投入到各自最擅長的領(lǐng)域。共同打造具有競爭力的全流程、平臺(tái)化的解決方案，真正形成對(duì)我國集成電路產(chǎn)業(yè)的全方位支撐能力。

多軌并行 打造人才

我國集成電路產(chǎn)業(yè)人才缺口十分嚴(yán)重，EDA領(lǐng)域更是如此。EDA技術(shù)是一門多學(xué)科復(fù)合技術(shù)，技術(shù)門檻高、學(xué)科之間交叉復(fù)雜，要求開發(fā)者能夠在數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)、電路、自動(dòng)控制/人工智能，甚至化學(xué)等方面都有所涉獵，并在其中2-3個(gè)方面有深刻造詣。因此，EDA技術(shù)人才的獲取，一是需要繼續(xù)挖掘產(chǎn)教融合的合怍和人才培養(yǎng)模式，以產(chǎn)業(yè)應(yīng)用為牽引培養(yǎng)復(fù)合型技術(shù)人才;二是需要大力從外部引進(jìn)有經(jīng)驗(yàn)的高端EDA技術(shù)人才;三是EDA企業(yè)自身要注重傳幫帶，由有經(jīng)驗(yàn)的高端人才帶動(dòng)和培養(yǎng)新人，形成規(guī)?；娜瞬盘蓐?duì)。

同時(shí)，應(yīng)注重發(fā)展本土EDA應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用人群，培養(yǎng)本土EDA應(yīng)用專家，由他們對(duì)本土EDA提出更多的發(fā)展建議，帶動(dòng)EDA人才和技術(shù)的成長。更多的畦任型和專家型應(yīng)用人才的補(bǔ)充，也將推動(dòng)國內(nèi)集成電路企業(yè)更好地應(yīng)用本土EDA工具。

應(yīng)用牽引 建立生態(tài)

EDA技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用離不開產(chǎn)業(yè)鏈上下游的支持。作為典型的應(yīng)用導(dǎo)向型產(chǎn)業(yè)門類，應(yīng)用對(duì)EDA的發(fā)展非常關(guān)鍵。有應(yīng)用的支撐和反饋，EDA的研發(fā)、改善才有方向，才能快速地迭代優(yōu)化。建議考慮出臺(tái)相應(yīng)政策，鼓勵(lì)企業(yè)主動(dòng)應(yīng)用本土EDA工具。

EDA工具無法脫離工藝數(shù)據(jù)獨(dú)立存在，需要來自芯片制造企業(yè)的支持。由于我國本土EDA企業(yè)和加工廠在PDK（工藝設(shè)計(jì)套件）開發(fā)方面經(jīng)驗(yàn)不足，導(dǎo)致我國本土EDA工具與芯片制造的結(jié)合很薄弱，更不用說對(duì)高端先進(jìn)工藝的支持。在這方面同樣建議出臺(tái)政策鼓勵(lì)本土芯片制造企業(yè)與EDA企業(yè)積極合作，盡可能在工藝開發(fā)的過程中引入本土EDA企業(yè)參與，這樣可以更好地形成合力，使得EDA盡早與工藝結(jié)合的同時(shí)，EDA也能協(xié)助推動(dòng)工藝技術(shù)盡快成熟。

此外，云平臺(tái)已經(jīng)得到十分廣泛的應(yīng)用。對(duì)于芯片設(shè)計(jì)行業(yè)來講，云計(jì)算的應(yīng)用也逐步凸顯出了優(yōu)勢，其大量、可擴(kuò)展的資源與空間對(duì)于芯片設(shè)計(jì)來說不僅能夠降低研發(fā)成本，同時(shí)還能提供更強(qiáng)的運(yùn)算能力處理更為復(fù)雜的設(shè)計(jì)問題，從而縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。因此，基于云的EDA工具平臺(tái)正在成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)新趨勢，EDA的產(chǎn)業(yè)生態(tài)也在逐步擴(kuò)大和延伸。